广东电网“机器代人”技术拿下中国专利金奖

6月5日，国家知识产权局公布第二十五届中国专利奖授奖决定，南方电网广东电网公司自主研发的“一种基于非向量空间控制策略的导线追踪方法及装置”荣获中国专利金奖。这项历时十年攻关的核心技术，不仅破解了(le)(le)电力(diànlì)机器人户外作业(zuòyè)的“卡脖子”难题，更开创了“机器代人”智能巡检(xúnjiǎn)的全新模式，进一步保障了供电安全可靠。 据了解，这项技术突破了非向量空间(kōngjiān)视觉伺服的理论禁区，将(jiāng)导线追踪可靠率提升至99.995%，在(zài)保证高实时性的同时，定位精度较传统技术提高2倍，设备成本降至行业常用方案的十分之一，成为电力机器人(jīqìrén)领域名副其实的“降本增效神器”。 “火眼金睛”+“最强大脑”，强强(qiángqiáng)结合突破难题 在电力行业，机器人应用越来越广泛，但在追踪导线时面临着(zhe)一大瓶颈。就像在茫茫人海(mángmángrénhǎi)中找(zhǎo)人，传统机器人大多依靠“特征定位”，通过寻找导线的特定图像特征向量来追踪目标。然而，在户外非结构环境下，受复杂地形、天气变化等因素影响，导致机器人“看不清、抓不住”，追踪可靠率长期(chángqī)停留(tíngliú)在80%左右，难以满足日常巡检(xúnjiǎn)、带电作业的高精度要求。 “对于这个数十年来电力机器人(rén)智能感知与控制领域(lǐngyù)的重大基础性难题，我们另辟蹊径，本着‘无需特征定位，直接追踪’的核心思路，采用非向量(xiàngliàng)的图像数据集合进行定位。”专利发明(zhuānlìfāmíng)人、南网科技公司智能运检事业部副总经理、研究院副院长麦晓明坦言。 广东电网公司研发团队(tuánduì)像“空间设计师”一样，为导线运动构建了一个动态的“时间隧道”——管状(guǎnzhuàng)域模型。“这个模型能捕捉导线在不同时间点的形态变化，通过Hausdorff（拓扑空间概念）距离标量实时计算实时采集图像与预存(yùcún)图像之间(zhījiān)的状态(zhuàngtài)偏差，如同(rútóng)给机器人装上‘智能导航系统’，让其无需依赖固定特征，就能通过动态比对实现精准追踪控制。”专利发明人王杨介绍。 这一创新方法，就像给机器人装上了(le)“火眼金睛”和“最强大脑”，突破了非向量空间中视觉伺服的理论难题，实现了导线目标不丢失(diūshī)且(qiě)定位结果连续可靠，兼具高实时性和高精度，并完全(wánquán)满足了带电作业的需求。 “机器(jīqì)代人”显身手，效率效益双提升 好技术的(de)价值，最终要在实践应用中检验。2020年，这项专利技术固化(gùhuà)为通用模块，嵌入“慧眼(huìyǎn)”“擎天”等系列智能装备，在广东电网构建(gòujiàn)了全国首个天空(tiānkōng)地一体的通用性无人自主作业体系，技术产品被应用于(yú)机器人带电作业、无人机自动巡检、摄像头导线监控等智能巡视检修工作，在40多万公里线路上织起一张智能运维网络。这些不知疲倦的“钢铁(gāngtiě)战士”年均作业超 500万次，追踪导线作业可靠率高达99.995%，是行业内应用规模(guīmó)最大，影响最深的系列产品。 这项技术在应急勘灾(kānzāi)方面“战斗力惊人”。湛江(zhànjiāng)霞山供电局安监部副经理谢卓均说：“去年超强台风‘摩羯’袭击湛江，传统人工排查一条受损线路需要12个人花3天时间，搭载该技术的无人机巡检系统仅用2人1天就完成(wánchéng)了(le)全线(quánxiàn)勘察，还精准定位了13处隐蔽故障点。” 据测算，该技术若在全国范围(fànwéi)应用(yìngyòng)，全年可节约检修工时1.24亿小时，从根本上(cónggēnběnshàng)解决了无人装备作业效率和自动化水平较低的问题，开创“机器代人”的全新模式。 除了效率飞跃，经济效益(jīngjìxiàoyì)同样亮眼。南网科技公司依托该专利构建了覆盖“算法(suànfǎ)-装置-装备-服务”的知识产权体系，累计(lěijì)布局87项(xiàng)专利（含3项PCT国际专利），相关产品获国家专利密集型产品认证，近三年直接创造经济效益6.39亿元。 值得注意的是，该技术“溢出(yìchū)效应”持续显现(xiǎnxiàn)：杭州亚运会期间，同款技术模块被用于场馆周边车道线追踪和空气质量监测；在(zài)第十五届全运会广州场馆，具身人型机器人作为安全员(ānquányuán)开展作业全过程安全监护，机器狗在电缆隧道(suìdào)进行巡检；另外在新能源光伏运维、城市安防等领域，搭载该技术的设备已实现批量应用，成为跨行业(kuàhángyè)智能化升级的“通用引擎”。 目前该技术研发(yánfā)团队已启动迭代计划，在(zài)投身国内低空经济发展浪潮，赋能千行百业的同时，专利技术装备将随着电网基础设施国际共建，沿“一带一路”走向世界，向全球(quánqiú)能源行业展示“中国智慧”。 文(wén)、图｜记者 董鹏程 通讯员 沈甸